《可控移相器》PPT课件

1、晶闸管控制的移相调理变压器Thyristor Controlled Phase Shifting Transformer, TCPST)内容1、移相调理变压器PST也称PAR)2、晶闸管控制的移相调理变压器TCPST3、晶闸管投切的移相调理变压器TSPST4、结论1、移相调理变压器 根本原理 电压调理器纵向调理 相角调理器横向调理 电压相角调理器斜向调理 统称PST=Phase Shifting Transformer ，简称移相器，也称PAR=Phase Angle Regulator，相角调理器) 移相器对系统功率特性的影响 移相器对暂态稳定性的影响 移相器调理电压大小与相位与SSSC等安

2、装的差别根本原理机械式电压调理器纵向调理aVaaVkV平行与aaVV机械式相角调理器横向调理cbV)(aacbaVjkVkVcbVV垂直与aaVV横向调理器又称为正交增压器，Quadrature Booster=QB机械式电压相角调理器斜向调理成一定的角度上述三种调理器统称为PST=Phase Shifting Transformer ，简称移相器，也称PAR=Phase Angle Regulator，相角调理器)移相器对系统功角特性的影响线路图假定相角调理器只改动电压相角而不改动电压幅值，且送端电压与受端电压大小相等，即：VVVVVVVVrsseffseffsseff且那么，功角特性为：)

3、cos(1 )sin(22XVQXVP相量图移相器功角特性曲线特点：1、不改动最大可传输有功功率；2、可使最大功率对应的功角在一定的范围之内，即：)0()2,2()0()2,2(P正交增压器(QB)的功角特性1PVVVVVVVVVrssseffsseff且设22,对于正交增压器有：功角特性为：cossin2VXVXVP原功角特性添加的部分n调相器通常要同时处置有功、无功功率，其容量是最大注入电压和最大线路电流的乘积。正交增压器(QB)的功角特性2移相器对电力系统暂态稳定的影响1K点发生三相短路，功角为2时切除缺点，为保证稳定，必需)(1max2加速面积最大减速面积） AAmax2Amax2A越

4、大暂态稳定极限越高移相器对电力系统暂态稳定的影响2K点发生三相短路，功角为a2时切除缺点，为保证稳定，必需2max1()aaAA最大减速面积）加速面积Aa2maxA2max移相器控制使 Aa2maxA2max因此暂态稳定极限大大提高移相器阻尼电力系统振荡maxmin0dtd0dtdBang-bang移相器调理电压大小与相位与SSSC等安装的差别1、移相器调理电压大小与相位，不产生无功或有功，而SSSC安装可补偿无功。2、移相器这种调压方式经过改动系统无功分配来调理电压，因此假设系统无功功率缺乏，改动无功分配调理部分电压能够引起电压解体，而采用SSSC等安装不会出现这种问题。3、有载调分接头变压

5、器OLTC)可看成移相器。机械式移相器的缺陷及改良方法 触点容易因摩擦产生电火花而损坏； 控制速度太慢在秒级甚至分钟级，无法满足电力系统快速控制的要求几毫秒几百毫秒。 采用无触点开关如可控硅、可关断晶闸管等电力电子开关加以改良，称为晶闸管控制的PST或晶闸管投切的PST,或采用变流器型式的PST。2、晶闸管控制的移相调理变压器TCPST TCPST的根本原理 负载为纯电阻时的TCPST 负载为纯电感时的TCPST 负载为纯电容时的TCPST TCPST的优点与缺陷1 调压和调相的目的：输电相量正交分解n 双电力系统；n 输电电感为X，电阻为R；n 输电电压相量既可根据线路电流相量分解为感性压降

6、和阻性压降，也可根据送端电压相量分解为同相和正交电压分量，决议送端系统的有功和无功功率；n 类似地，输电电流相量也可根据送端电压相量分解为同相和正交电流分量。1 调压和调相的目的：双输电线路环流11111XIIjRIIVcqqcddd11111XIIjRIIVcddcqqq22222XIIjRIIVcqqcddd22222XIIjRIIVcddcdqqn 多条输电线路并联会导致环流，思索双输电线路并联情况；n 假设线路1感抗、电阻的比值不等于线路2的比值，那么会在线路1和2之间产生环流；n 环流产生时，两条线路的输电电压同相和反相分量都能够产生差别。1 调压和调相的目的：控制环路有功无功潮流n

7、 子图a，输电电压正交分量不同，假设线路电阻均远小于感抗，那么主要产生同相环流，线路1的有功添加，线路2的有功减少；n 子图b，输电电压同相分量不同，假设线路电阻均远小于感抗，那么主要产生正交环流，线路1的无功添加，线路2的无功减少；n 普通情况下，输电电压正交、同相分量均不一样，那么产生同相、正交环流分量，破坏线路间的有功、无功潮流平衡；n 调相器注入正交电压，控制同相环流有功潮流；调压器注入同相反相电压，控制正交环流无功潮流；n 益处：消除环流、减小无功潮流、平衡有功潮流、减小环流损耗。TCPST的根本原理延续改动晶闸管的触发角，使SW1和SW2轮番导通，补偿电压基波分量幅值可在V1和V2

8、之间可延续变化晶闸管触发导通与关断的条件1、触发导通的条件 2、关断的条件 电压正向偏置即u+u-触发脉冲电流过零自然关断负载为纯电阻时的TCPST对于电阻负载，电流与电压同相，电压过零时SW1开通， 角时SW2可以开通，SW1电流转移到SW2，SW1随之电流过零自然关断， 可以延续控制，输出基波电压在V1与V2之间延续变化。反之，假设电压过零时，SW2开通，那么在电压为正或负时，SW1无法开通。输出的基波电压有效值和相角根据傅立叶分析) 12)(cos2(cossincossincossincossin1122210211mmmmmmVVtdttVtdttVtdttVtdttVa)22sin

9、)(sinsinsinsin112122221022211mmmmmmmVVVtdtVtdtVtdtVtdtVbofofofofofVVbatgbaV)(2/1112121基波电压的相角：）（电压基波有效值：角延续变化时，TCPST输出的基波电压有效值及相角变化曲线(V1=0.9p.u.,V2=1.1p.u.)输出的n次谐波余弦分量及正弦分量根据傅立叶分析)1) 1cos(1) 1cos(1111)(cossincossincossincossin112221021nnnnnnVVntdttVntdttVntdttVntdttVammmmmmn)1) 1sin(1) 1sin()(sinsin

10、sinsinsinsinsinsin112221021nnnnVVntdttVntdttVntdttVntdttVbmmmmmmn角延续变化，谐波含量的变化曲线., 3, 2, 1, 122/ )(22kknbaVnnon其中负载为纯电感时的TCPST (1)1、V1、V2正半周 ( V 2 V 1,) ，电流为负D导通，O点电压为V2，此时晶闸管B正向偏置；2、触发B导通，D的电流迅速减小至零关断，B电流过零自然关断，触发A导通电流为正；3、O点电压为V1，晶闸管C正向偏置，触发C导通，A的电流迅速减小至零关断，电流不断为正。纯电感时电流落后电压90度iO1 2 34、V1、V2负半周，O点

11、电压为V 2(V 2,)，D正向偏置，触发D导通，B电流迅速至零关断，电流不断为负到V1、V2正半周。负载为纯电感时的TCPST (2)纯电感时电流落后电压90度iO1 2 34 5 6负载为纯电感时的TCPST (3)1、延续控制1 01/2及2 /2 2 V 1,) ，电流为正A导通，O点电压为V1，此时晶闸管C正向偏置；2、触发C导通，A的电流迅速减小至零关断，C电流过零自然关断，触发D导通电流为负；3、O点电压为V2，晶闸管B正向偏置，触发B导通，D的电流迅速减小至零关断，电流不断为负。纯电容时电流领先电压90度i纯电容时电流领先电压90度i负载为纯电容时的TCPST24、V1、V2负

12、半周，O点电压为V 1( V 2,)，D正向偏置；5、触发D导通，B的电流迅速减小至零关断，D电流过零自然关断，触发C导通电流为正；6、O点电压为V 2(V 1,)，A正向偏置，触发A导通，C电流迅速至零关断，电流不断为正到V1、V2正半周。1、延续控制1 01/2及2 /2 2可以控制输出基波电压在V1与V2之间延续变化。2、利用傅立叶分析可以分析不同1 、 2时输出电压基涉及谐波。负载为纯电容时的TCPST3TCPST的控制2 TCVR和TCPAR：延续SCR抽头转换器内部控制n 端口电压基波分量发生了相移，相移大小与延迟角、负载角有关，相移方向与负载角有关，输电运用时问题多多，只可用作配

13、电系统中的调压器；n 抽头间存在低次电压谐波，需求滤波器。n 检测电压、电流过0点，计算负载角，产生延迟角控制；n 闭环调理输出电压至给定值；n 概念性框图，没有思索谐波、暂态和扰动；TCPST的优缺陷及本卷须知优点：输出补偿电压可以延续控制，控制呼应速度快，在1020毫秒以内。缺陷：产生较大的电压谐波，对系统呵斥污染；控制较复杂。！本卷须知：负荷为混合负载，因此补偿电压与电流成一定的角度，应该留意可控硅的触发换向顺序，TCPST才干正常控制。3、晶闸管投切的移相调理变压器TSPST TSPST根本原理； 多电压等级的TSPST TSPST的优缺陷TSPST的根本原理控制四个开关，输出电压三个

14、值可取EEU, 0,单个晶闸管投切的PSTn级串联的晶闸管投切移相变压器采用单级TSPST，只能获得三个输出电压等级，为获得较多的输出电压等级，减小级差及投切过程中的冲击，采用多级TSPST串联的方式为充分利用投切产生的电压等级数，各串联电压采取3n的型式配置。输出电压可为：EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2, 0,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13按上述方式配置，E可以选择较小，获得级差小的多级控制，添加了补偿的精度，减小了投切过程中的冲击。2 TCVR和TCPAR：SCR抽头转换器分级控制1n SC

15、R抽头转换器采用分级控制方式可以防止延续控制产生的谐波畸变、基波相移和控制复杂等问题；n 分级控制方案1：采用n个一样绕组和SCR双向桥式电路，电压调理范围为V，调理精度为V/n，电流耐量为I，那么所需SCR总容量为4VI；n 缺陷：串联注入变压器和励磁调压器必需额定容量设计；安装并不产生、吸收无功，无功必需由电力系统提供，运用时需求外部无功支撑设备；n个组成部件，2n个抽头，2n1步伐节，4n个SCR管阀中只需2n个运转，变压器消费困难，低压系统如115kV，10调理范围运转不经济。2 TCVR和TCPAR：SCR抽头转换器分级控制2n 1981年，Guth提出绕组匝数以几何级数增长，使各个绕组互不一样；n 分级控制方案2：三进制绕组1 3 9，不同电压等级的12组双向SCR管阀，运转时只需6组任务，27级电压调理步数；n 优势：能比较充分利用SCR的高压才干；变压器绕组设计相对简单；n 缺陷：控制相对复杂、造价较高；不能产生、吸收无功；n 比较：高压运用时，三进制几何级数绕组设计方案优于相等绕组设计方案，此时变压器构造和绕组安排相对简单、经济。纵向多级TSPST配置横向多级TSPST配置TSPST的优缺陷优点：1、分级投切，速度快1020毫秒级；2、任务时不